人工智能的中学语文智慧课堂教学设计

摘要：本文在梳理国内教育学界智慧课堂实践经验的基础上，吸收国内外人工智能与学习数据分析模式的相关研究成果，尝试提出人工智能背景下的语文智慧课堂教学模型建构。在阜阳市第三中学语文智慧课堂实践中，该教学模型可有效干预教学活动,提升教学实效经验。

关键词：人工智能；智慧课堂；中学语文；教学策略

以硬件设施建设以及教育技术应用为主的教育系信息化1.0时代之后，本国教育已经进入了教育信息化2.0时期。教育部科技司司长雷朝滋指出，2.0时代有三项重点工作：“要摸索基于信息技术的教学新模式”，“发展基于互联网的教育服务新模式”“摸索信息化时期的教育治理新模式”。[1]这些观点基本代表了我国政府在互联网技术背景下教育信息化的政策引导方向。在此背景下，探索人工智能、大数据能新技术条件下语文教学理念、教学模式、教学设计成为基础教育今后一个时期的重点工作。本文在梳理国内智慧课堂最新发展趋势基础上，以阜阳市中学语文智慧课堂实践为研究对象，对信息技术条件下学习分析数据技术与教学模式的建构作了初步的探索。

一.智慧课堂中人工智能的应用模型

目前人工智能在中小学教育技术中的运用价值，集中体现于与大数据技术的深度融合。各地的相关机构正着力于建立基本的教育大数据库，并努力构建教育数据的分析与应用模式。教育数据的应用场景主要体现在教与学两个维度，“对教与学的支撑是大数据在适应性学习中应用的两个侧面。基于数据，学习者的学习状况得以完整记录，学习平台可以推送定制化内容，教师就可以进行更具针对性的传授。”[2]人工智能技术在智慧课堂中的优势，集中体现在学习数据分析与个性化学习方式的链接与建构。人工智能能利用各类智慧教学平台收集海量动态的学习数据，进而快速提取有价值的数据信息，定期形成教育评价报告，将之反馈给教育管理者与学习者。这对教师感知教学效果、调整学习者学习能力、学习习惯，评估学生学习活动的有效性建立了科学的基础。进而，教师可以不断优化教学模式，学生可以修正、优化学习方法，教学管理者可以调整、改善教学管理制度。从可行性模型来说，人工智能条件下的学习数据分析包含数据收集与预处理、数据存储与管理、数据分析与行动、后续处理等紧密相连的阶段。在理想的状态下，机器算法首先分析所收集的海量学习数据，通过试验和错误学习，能够向教育者和学习者推送针对性和个性化的的教学程式与学习模式。因此，数据库的建立与算法模式的开发都是缺一不可的，人工智能依靠大量的数据来学习和培训，在学习数据准确、清晰的前提下，随着学习数据的迅速积累与算法模式的不断优化，人工智能将能越来越精确的体现它个性化学习模式建构的意义。建构人工智能的学习数据分析模型可以参考传统专家型的学习分析技术，特别是应用较广泛的较为成熟的分析模型。荷兰开放大学的Greller和Drachsler提出了由六个关键维度构成的多元素学习分析框架：利益相关者、目标、数据、工具、内部限制和外部约束。这个模型中，有对学习者的内部限制，即学习者解读分析成果进而提高学习效果的能力。有对教育者和管理者的外部约束，如社会道德、法律约束、隐私权、组织机构规则等。[3]这一框架为学习分析的程序设计提供了基本的维度。德国亚琛工业大学的Chatti与Dyckhoff等学者提出了学习分析的四维度模型：数据与环境、技术、目的等，涵盖了若干环节：检测分析、预测干预、评价反馈、适应反射与个性化推荐等。[4]本研究在以上学习数据分析模型基础上，提出中学语文人工智能学习数据分析应用的持续改进的环形模型。首先，基于智慧课堂平台对教师的教学过程和学生的学习行为与学习轨迹进行记录、存储，并形成数据库，然后再进行统计、分析和预测；其次，通过内置程序算法开展大数据智能分析，持续学习修正已有的知识图谱，为学习者、教师、和家长这三个教学个体生成多维的可视化报表分析，如分数变化折线图、错题本、学科诊断报告和个性化学习计划等；最后，将有关数据反馈给教学活动参与者。教师可以根据所得数据调整教学计划，改变教学方式，学生可发现自身知识体系错误和学习方式误区，及时调整学习方式，以提高学习效率。智能平台机器算法也可以为学习者设计推荐个性化的课程学习，使学习者有选择性地发挥自己的学习长处。在新课改背景下，语文教育更加注重学生的差异性，人工智能的运用很好地弥补了班级教学层次不齐的缺点，更有利于调节学生成长的不平衡性和促进学生的全面发展。

二.阜阳三中智慧课堂应用实践

阜阳市第三中学高一、高二年级全面启用科大讯飞信息化智慧教学平台，实现了课堂教学与信息化技术的融合，建设了实际意义上的智慧课堂，提升了课堂效率。从本文所提出的数据分析模型来看，阜阳三中的中学语文学习数据分析应用已经具备了建设的持续改进的人工智能学习数据分析系统的基础条件。首先是智慧教学平台的普及与应用，累积了大量学习数据。在检测环节，学生的作业或试卷在移动终端上批阅完成后，系统基于大数据的分析也同步完成。从校级总结到班级总结再到学习者个人总结、归类后的成绩分析、错题分析，以柱形、条形、折线等图标的形式逐一展示，分析情况一目了然。其次，系统会根据每位同学的做题情况，定制试题进行巩固练习。而学生家长想直接知会孩子学习情况，只需注册个人账号，关联孩子账号后就能看到。最后，“智慧校园”的智能化还在校园的运作上得以反映。管理者运用智慧校园技术平台开展选课、排课、评课和成绩收集等教务活动，智慧终端的多元化和高效化能使参与者即时接收到管理指令，并进行线上调整，校园管理逐渐走向便捷化和高效化。在课文课、作文课和阅读课课堂中，智慧课堂有不同的应用模式。

（一）课文课阜阳三中的智慧课堂模式仍在一定程度上处于翻转课堂到智慧课堂的过渡期，语文老师在上课时仍采用两者相结合的方式。在课堂一开始，教师将预习过程中收集的学习数据通过后台计算以折线图的方式展现给学生，预习效果和集体差异一目了然，学生通过横向坐标快速了解预习短板所在，在教师留出的时间内进行针对性提问。同时，其他同学能在课堂交流群里看到其他同学的问题，同学们可采用帮答的形式讨论以提高学习活跃度和学习经验。课文课的重心在于梳清文篇脉络，能让学生更深入地了解笔者想要表达的感情。通过分析后得出的学生个性化学习数据直接推送给教师，教师最后汇总学生问题并展示，让学生进行二次讨论。最后根据学生探究过程中出现的问题制作成课堂检测，通过检测分数反馈出两个方面的效果，一个是课堂问题的解决程度，另一个是学生的学习效率。这种模式也仅适用于课文课。

（二）作文课众所周知，作文课是语文课堂最关键的组成部分，也是检验课堂质量的风向标。智慧课堂克服了传统作文课中单一教法，运用人工智能的组合系统，推动作文课向多元化、立体化和互动化发展。阜阳三中的部分班级在进行作文课时，教师在课前通过平板发送消息，通过让学生发送关键词的方式收集学生的作文意向。随着高考作文趋势由命题向半命题作文转变的趋势，作文课教学模式也随之发生改变。在课中，教师选取出现次数较高的两个关键词并选取相关片段分享到学习平台，学生在写作之前自由发表对关键词的看法，其他同学通过点赞和评论的方式进行点评互动。在交流过后，学生自由选择其中一个进行写作，写作过程中允许在学习平台讨论，方便学习系统对多维度数据的深度挖掘。写作结束后，学生可以选择性的把作文分享到交流平台，或者直接以附件的方式提交给教师，这在一定程度上提高了课堂效率和教师的批改效率。

（三）阅读课阅读是提增强学生语文学科核心素养的主要路径。随着教育信息化的不断推进，学生的阅读途径逐渐增加，智慧课堂把电子书包课堂模式带入语文阅读课中，丰富了语文教学模式，也拓宽了学习者的阅读渠道。智慧课堂通过情境感知、数据挖掘等方式可以超前预知学习者潜在的学习需求，实现教师与学生、学生与学生之间的立体化沟通与交流。[5]在阜阳三中的阅读课上，学生有以下阅读选择，分别为文本阅读、教师资源推送阅读和申请链接阅读。第一种文本阅读是传统的阅读方式，学习者任意取阅图书角的图书并阅读，摘抄在笔记本上。第二种是科大讯飞平台上的语文班级课堂文件中的阅读资源，由教师进行选择和推送，学生点开分享后可用平板进行标记和收藏，智能平台把学生的阅读进度和标记情况及时反馈给教师终端，教师进行监督和检查。第三种是开放式阅读，学生通过平台发送自己想阅读内容的申请链接，教师审阅后同意并发起网络，学习者自由阅读，教师可在终端平板上监控学生的阅读界面。这三种阅读方式供学生自由选择，平台会根据学生的需求分析、阅读进度和与阅读反馈进行分析，以数据的形式推送给教师，为教师制定个性化辅导提供实践依据。

三.结语

阜阳三中的智慧课堂应用实现了从富有特色的翻转课堂到现代信息技术条件下的教学工程的初步转变，在不同类型的语文教学活动中，教师均依循现代教育理念对学习数据的收集与应用做了卓有成效的探索，人工智能与学习数据的融合成为提升教学效率的重要方法。语文智慧课堂的普及，提高了学生的学习兴趣，落实了个性化学习的理念，提高了教师的教学效率，实现了过程性管理的教学理念。近一两年的语文实践，充分证明了人工智能深度融合教育的有效性，并展现了充满希望的应用前景。

参考文献

[1]雷朝滋.教育信息化.从1．0走向2．0———新时代我国教育信息化发展的走向与思路[J].华东师范大学学报（教育科学版），2018（01）。

[2]孙洪涛，郑勤华.教育大数据的核心技术、应用现状与发展趋势[J].远程教育杂志，2016（05）

[5]刘邦奇.当智慧课堂遇到大数据[J].教育技术资源与应用，2015（7）.

作者：李梦如 李鹏飞 单位：阜阳师范大学文学院